CPP薄膜是以聚丙烯為主要原料,通過T形機頭,擠出流延而制 得,其性能主要受加工條件的影響。
①所用設(shè)備及加工條件。
例如,150 x 2400擠出機組技術(shù)參數(shù):螺桿直徑D = 150mm,長 徑比L/D=29,功率150kW,生產(chǎn)能力350kg/h。
CPP薄膜其性能主要受加工條件的影響。
②原材料的選擇對產(chǎn)品性能的影響。
CPP薄膜通常采用熔融指數(shù)為5 ~ 12的共聚或均聚聚丙烯為主要 原料,按其應(yīng)用的不同加以選擇。CPP薄膜一般分為兩級,即蒸煮級 和非蒸煮級。蒸煮級是指能與PET、NY、鋁箔等通過干式復(fù)合后,而 耐高溫蒸煮殺菌的復(fù)合用基材薄膜,這類薄膜主要采用共聚聚丙烯原 料。當用于高溫蒸煮時(耐120°C以上蒸煮殺菌),則采用嵌段共聚 聚丙烯制得;當用于一般蒸煮(耐100 -120°C),由無規(guī)共聚聚丙烯制得。非蒸煮級指不能做蒸煮袋內(nèi)層基材,只能用于普通包裝薄膜, 這種薄膜通常由均聚物制得。由于加工樹脂的不同,使得薄膜的性能 產(chǎn)生了一定的差異,均聚物通常較共聚物的熔點高,這就使得非蒸煮 級薄膜的耐熱溫度高于蒸煮級的,一般非蒸煮級為140 ~ 170°C,而蒸 煮級為125~150°C。而共聚物由于經(jīng)過了共聚改性,使得蒸煮級的抗 沖擊強度明顯高于非蒸煮級的,因此,對液體及硬物包裝的安全性能 比較好,可在冰箱內(nèi)存放。
③加工工藝條件對薄膜性能的影響。
在原材料一定的情況下,只有選擇合理的成型工藝,才能得到預(yù) 期的產(chǎn)品。在CPP薄膜的加工生產(chǎn)中,主要的工藝條件包括加工溫 度、冷卻輥溫度、牽引速度、收卷張力和電火花處理等。
CPP薄膜流延工藝中,首要的參數(shù)是溫度,溫度選擇及控制是否 適宜,直接影響著薄膜的物理機械性能和化學(xué)性能。一般而言,均聚 型聚丙烯的加工溫度比共聚型聚丙烯的溫度要高一些,在250°C以下, 而共聚型在240°C以下,實際生產(chǎn)中應(yīng)視原料性能的不同,加工溫度 也應(yīng)有所不同。由于CPP薄膜用于包裝對韌性要求較高,特別是蒸煮 食品要求CPP薄膜具有較高的耐沖擊性能,所以控制結(jié)晶度是極其重 要的。加工溫度的升高,會使從T形機頭流延的熔體和冷卻輥的溫度 差加大,能更有效地降低結(jié)晶速度、減少結(jié)晶度,使制品的透明性提 高,沖擊強度和伸長率有所增加,熱封溫度下降,但同時拉伸強度會 有所降低。
冷卻輥溫度的高低,直接影響著制品的透明度,通常情況下,冷 卻輥的溫度越高,其結(jié)晶度越大,制品的透明度越差。為了提高其透明度,應(yīng)加強冷卻效果,降低冷卻輥的溫度,以減少制品的結(jié)晶度。 一般情況下,冷卻輥的溫度選擇在30°C左右。在考慮冷卻輥溫度的同 時,適當?shù)脑黾涌諝獾耐L(fēng)量,也有利于制品透明度的提高。此外, 冷卻輥的溫度對制品的強度也有很大的影響。制品的厚度與冷卻輥溫度有直接的關(guān)系,當冷卻輥溫度一定,增 加薄膜的厚度會使冷卻速度下降,薄膜內(nèi)的結(jié)晶度提高,導(dǎo)致制品的 透明度下降。同時,由于膜厚度增加,冷卻不充分,會使薄膜出現(xiàn)黏 棍現(xiàn)象,限制了制品的生產(chǎn)速度和產(chǎn)量,但提高薄膜的厚度卻能提高制品的沖擊強度,使包裝的安全性有了保證。
在CPP薄膜的生產(chǎn)過程中,牽引速度是產(chǎn)生分子定向的一個最主要原因。熔體通過T形機頭擠出后,只是在流動方向上有少量的定向,在牽引速度的作用下,聚合物分子會在縱向上產(chǎn)生較大的定向作 用,從而使薄膜沿縱向拉伸強度提高,而相對伸長率降低。為了減少 縱橫兩向的更大差異,提高制品的應(yīng)用性能,加工時應(yīng)適當控制牽引 速度。另外,牽引速度的大小,還對制品的厚度產(chǎn)生一定的影響。在 擠出速度一定的情況下,牽引速度加快,會使得制品的厚度減小,影 響其使用的性能。
在CPP薄膜加工中,收卷張力直接影響制品的質(zhì)量。通常情況 下,收卷張力過大,不利于薄膜的松弛,薄膜定型后,會出現(xiàn)冷拉現(xiàn) 象,嚴重影響制品的性能,而收卷張力過小,則會給分切帶來麻煩, 在分切中分切張力難于控制。因此,在生產(chǎn)中,收卷張力應(yīng)根據(jù)材料 的不同,有所區(qū)別。同時,還要根據(jù)薄膜的厚度進行適當?shù)恼{(diào)整,若 薄膜較厚,則收卷張力應(yīng)選擇稍大一些,若薄膜較薄,則應(yīng)適當降低 張力。
當CPP薄膜作為復(fù)合薄膜基材使用,或用于印刷時,必須進行電 火花處理,以提高油墨的黏著牢度和復(fù)合強度。通常情況下,能夠滿 足印刷和復(fù)合要求的制品,其表面張力必須達到38dyn/cm以上,但 經(jīng)過電暈處理后,薄膜的表面張力要隨著時間的推移有所下降。因 此,在生產(chǎn)時,應(yīng)使得制品的表面張力比實際要求達到的張力值要大 一些,來抵消由于下降而引起的影響。表面張力的下降幅度主要與原 料內(nèi)部的低分子添加劑的含量有關(guān)。一般低分子物增加越多,則表面 張力的下降幅度越大。在生產(chǎn)中需經(jīng)實際測試來確定下降的幅度,以 決定處理值的大小。通常處理達42dyn/Cm即可。如果處理程度過大, 則薄膜表面氧化過度,薄膜變得發(fā)脆,制品的機械強度下降。
電暈處理后的薄膜,隨存放時間的延長,其處理效果會下降。這 是因為分子鏈的活性中心移人薄膜的內(nèi)部,使表面張力下降。在一般 情況下,不管初始處理強度是多少,原料是PP還是PE,在經(jīng)過了一 個多月后,大多數(shù)牌號的樹脂均消退到38dyn/cm左右的表面張力值。
溫度對電暈處理的消退影響極大。溫度越高,消退越快。根據(jù)經(jīng)驗在 20°C以下時,流延薄膜基本都能保持38 ~41dyn/cm的表面張力至少 一個月以上。因此,流延薄膜應(yīng)盡量在較低的溫度下儲存。不同種 類、不同牌號的原材料電暈消退差異較大,主要是合成工藝、聚合單 體各種添加劑種類用量不一致。添加劑在薄膜的存放過程中容易析出 到表面,形成弱界面,使表面張力降低。薄膜的厚度增加,所需添加 劑也多,因此厚的薄膜處理后的消退比薄的明顯。
防止反面電暈在CPP流延膜生產(chǎn)過程中是非常重要的。反面電暈 造成的后果是:如果是鍍鋁膜,在鍍鋁時會發(fā)生鍍層轉(zhuǎn)移,在涂膠時 會發(fā)生膠層轉(zhuǎn)移,在制袋時熱封性變差,封口牢度達不到要求。防止 反面電暈主要從兩個方面人手。一是流延生產(chǎn)線要合理控制薄膜的張 力;二是放電架要結(jié)構(gòu)合理,精度高,放電架一定要有壓緊輥,壓緊 輥與電暈輥必須進行嚴格的動、靜平衡試驗,徑向跳動要小于0.05mm,壓緊輥的壓力必須合適,否則起不到壓緊輥的作用,薄膜 不緊貼在電暈輥上。壓緊輥二端的力要一致。在薄膜進人放電架時, 最好加一展平輥,保證薄膜平整進人電暈輥,不產(chǎn)生反面電暈。